Өзүн түздөөчү эритмедеги целлюлоза эфири

таасирлеригидроксипропил метил целлюлоза эфириөз алдынча тегиздөөчү эритменин суюктугу, сууну кармоо жана биригүү бекемдиги боюнча изилденген. Натыйжалар HPMC өзүн-түздөөчү эритмеде сууну кармоону эффективдүү жакшырта аларын жана эритменин консистенциясын азайта аларын көрсөтүп турат. HPMCди киргизүү эритменин бириктирүү күчүн жакшыртат, бирок кысуу күчү, ийилүүчү күчү жана суюктугу азаят. Үлгүлөр боюнча SEM контрасттык сыноо жүргүзүлдү жана HPMCтин 3 жана 28 күндөгү цементтин гидратация курсунан кийинкиге калтыруучу таасирине, сууну кармоочу эффектине жана эритменин бекемдигине тийгизген таасири андан ары түшүндүрүлдү.

Негизги сөздөр:өзүн-өзү тегиздөөчү миномет; целлюлоза эфири; суюктук; Сууну кармоо

0. Киришүү

Өзүн-өзү тегиздөөчү миномет өз салмагына таянып, субстраттын үстүндө жалпак, жылмакай жана күчтүү пайдубалды түзө алат, башка материалдарды төшөө же байлоо үчүн, ошондой эле жогорку эффективдүү курулуштун чоң аянтын жүргүзө алат, ошондуктан, жогорку өтүмдүүлүк өзүн-өзү тегиздөөчү минометтин абдан маанилүү өзгөчөлүгү; Айрыкча, чоң көлөмдө, бекемделген тыгыз же боштук 10 ммден кем эмес толтуруу же грутинг материалды колдонууну күчөтүү. Жакшы суюктуктан тышкары, өзүн-өзү тегиздөөчү эритме сууну кармап турууга жана байланыштын бекемдигине, кан агып кетүү феноменине ээ болушу керек жана адиабаттык жана төмөнкү температуранын жогорулашынын өзгөчөлүктөрүнө ээ болушу керек.

Негизинен, өзүн-өзү тегиздөөчү эритме жакшы суюктукту талап кылат, бирок цемент шламынын иш жүзүндөгү суюктугу адатта 10 ~ 12 см. Өзүн-өзү тегиздөөчү эритме өзүн-өзү жыйноочу болушу мүмкүн жана баштапкы багуу узак жана акыркы багуу убактысы кыска. Целлюлоза эфири даяр аралашма эритменин негизги кошумчаларынын бири болуп саналат, бирок кошулгандын көлөмү өтө аз болсо да, эритменин иштешин бир кыйла жакшыртат, ал эритменин консистенциясын, иштөө натыйжалуулугун, байланыштыруу жана сууну кармоо көрсөткүчтөрүн жакшыртат. даяр аралашма чөйрөсүндө абдан маанилүү ролду ойнойт.

1. Чийки зат жана изилдөө ыкмалары

1.1 Чийки заттар

(1) Жөнөкөй P·O 42,5 маркасындагы цемент.

(2) Кум материалдык: Xiamen жууп деңиз кум, бөлүкчөлөрдүн өлчөмү 0.3 ~ 0.6mm, суунун мазмуну 1% ~ 2%, жасалма кургатуу болуп саналат.

(3) Целлюлоза эфири: гидроксипропил метил целлюлоза эфири 300mpa·s илешкектүүлүгүнө жараша метокси жана гидроксипропил менен алмаштырылган гидроксилдин продуктусу. Азыркы учурда колдонулган целлюлоза эфиринин көбү гидроксипропил метил целлюлоза эфири жана гидроксиэтил метил целлюлоза эфири.

(4) суперпластификатор: поликарбон кислотасынын суперпластификатору.

(5) Redispersible латекс порошок: Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd тарабынан өндүрүлгөн HW5115 сериясы VAC/VeoVa тарабынан сополимерленген кайра дисперсивдүү латекс порошок болуп саналат.

1.2 Сыноо ыкмалары

Сыноо JC/T 985-2005 "Жер астындагы колдонуу үчүн цемент негизиндеги өзүн-өзү тегиздөөчү эритме" өнөр жай стандартына ылайык жүргүзүлдү. Катуу убактысы JC/T 727 цемент пастасынын стандарттуу консистенциясы жана катуу убактысына таянуу менен аныкталган. Өзүн-өзү түздөөчү миномет үлгүсүн түзүү, ийилүү жана кысуу күчү сыноо GB/T 17671. Байланыш күчүн сыноо ыкмасы: 80mmx80mmx20mm миномет сыноо блогу алдын ала даярдалып, анын жашы 28d ашкан. Үстү быдырланып, бетиндеги каныккан суу 10 мүнөт суулангандан кийин аарчылат. Минометтун сыноо бөлүгү 40ммх40ммх10мм өлчөмүндөгү жылмаланган бетке куюлат. Байланыш бекемдиги дизайн курагында текшерилет.

Сканирлөөчү электрондук микроскопия (SEM) шламдагы цементтелген материалдардын морфологиясын талдоо үчүн колдонулган. Изилдөөдө бардык порошок материалдарды аралаштыруу ыкмасы: биринчиден, ар бир компоненттин порошок материалдары бирдей аралаштырылып, андан кийин бир калыпта аралаштыруу үчүн сунушталган сууга кошулат. Целлюлоза эфиринин өзүн-өзү түздөөчү эритмеге тийгизген таасири күч, сууну кармоо, суюктук жана SEM микроскопиялык сыноолор менен талданды.

2. Жыйынтыктар жана талдоо

2.1 Мобилдүүлүк

Целлюлоза эфири сууну кармоого, ырааттуулукка жана өзүн-өзү түздөөчү эритмелердин курулуш иштерине маанилүү таасир этет. Айрыкча, өзүн-өзү тегиздөөчү миномет катары, суюктук өзүн тегиздөөчү минометтин натыйжалуулугун баалоо үчүн негизги көрсөткүчтөрдүн бири болуп саналат. Эритменин нормалдуу составын камсыз кылуу шартында эритменин суюктугун целлюлоза эфиринин курамын өзгөртүү жолу менен жөнгө салууга болот.

Целлюлоза эфиринин көбөйүшү менен. Суюктуктун суюктугу акырындык менен төмөндөйт. Дозаланганда 0,06% болсо, эритменин суюктугу 8%тен ашык, ал эми дозасы 0,08% болгондо суюктук 13,5%тен ашык төмөндөйт. Ошол эле учурда, жаштын узартылышы менен, жогорку дозасы целлюлоза эфиринин көлөмү белгилүү бир диапазондо контролдонууга тийиш экенин көрсөтүп турат, өтө жогорку дозасы минометтин суюктугуна терс таасирин тийгизет. Эритмедеги суу жана цемент кум боштугун толтуруу үчүн таза шламды түзөт жана майлоочу ролду ойноо үчүн кумдун тегерегине ороп, эритме белгилүү бир суюктукка ээ болот. Целлюлоза эфирин киргизүү менен системадагы эркин суунун көлөмү салыштырмалуу азайып, кумдун сырткы дубалындагы каптоо катмары азаят, ошону менен эритменин агымы азаят. Жогорку суюктук менен өзүн-өзү тегиздөөчү эритме талап кылынгандыктан, целлюлоза эфиринин өлчөмү акылга сыярлык диапазондо контролдонууга тийиш.

2.2 Сууну кармоо

Эритмеде суунун кармалышы жаңы аралашкан цемент эритмесиндеги компоненттердин туруктуулугун өлчөө үчүн маанилүү көрсөткүч болуп саналат. Целлюлоза эфиринин тиешелүү өлчөмүн кошуу, эритмедеги сууну кармоону жакшыртат. Цементтөөчү материалдын гидратация реакциясын толугу менен ишке ашыруу үчүн цементтөөчү материалдын гидратация реакциясын толук ишке ашыруу үчүн целлюлоза эфиринин акылга сыярлык өлчөмү сууну эритмеде узак убакытка сактай алат.

Целлюлоза эфирин суу кармап туруучу агент катары колдонсо болот, анткени гидроксил жана эфир байланыштарындагы кычкылтек атомдору суутек байланыштарын түзүү үчүн суу молекулалары менен байланышып, эркин суу бириккен сууга айланат. Целлюлоза эфиринин составы менен эритменин суунун кармалышынын ортосундагы өз ара байланыштан эритменин суунун кармалышы целлюлоза эфиринин курамынын көбөйүшү менен жогорулай турганын көрүүгө болот. Целлюлоза эфиринин сууну кармап туруучу таасири субстраттын өтө көп жана өтө тез сууну сиңирүүсүнө жол бербейт жана суунун бууланышын алдын алат, ошентип, шламдын чөйрөсү цемент гидратациясы үчүн жетиштүү сууну камсыз кылат. Ошондой эле целлюлоза эфиринин көлөмүнөн тышкары анын илешкектүүлүгү (молекулалык салмагы) да эритмеде сууну кармоого көбүрөөк таасир этээрин көрсөткөн изилдөөлөр бар, илешкектүүлүк канчалык көп болсо, суу да ошончолук жакшы кармалат. 400 МПа·S илешкектүүлүгү менен целлюлоза эфири көбүнчө өзүн-түздөөчү эритме үчүн колдонулат, ал эритменин тегиздөө ишин жакшыртууга жана эритменин компакттуулугун жогорулатууга мүмкүндүк берет. илешкектүүлүгү 40000 МПа · S ашканда, суу сактоо көрсөткүчтөрү мындан ары кыйла жакшырды, ал өзүн-өзү түздөө үчүн жарактуу эмес.

Бул изилдөөдө целлюлоза эфири бар эритмеден жана целлюлоза эфири жок эритмеден үлгүлөр алынган. Үлгүлөрдүн бир бөлүгү 3d жаш үлгүлөрү болгон, ал эми 3d жаш үлгүлөрүнүн башка бөлүгү 28d үчүн стандарттуу айыктырылган, андан кийин үлгүлөрдөгү цемент гидратация продуктуларынын пайда болушу SEM тарабынан сыналган.

3 жашта эритме үлгүсүндөгү бланк үлгүсүндөгү цементтин гидратация продуктулары целлюлоза эфири бар үлгүдөгүдөн көп, ал эми 28 жашта целлюлоза эфири менен үлгүдөгү гидратация продуктулары бланк үлгүдөгүдөн алда канча көп. Суунун эрте гидратацияланышы кечиктирилип жатат, анткени алгачкы этапта цемент бөлүкчөлөрүнүн бетинде целлюлоза эфиринен түзүлгөн татаал пленка катмары бар. Бирок жаштын узартылышы менен гидратация процесси жай жүрөт. Бул учурда целлюлоза эфиринин шламда суунун кармалышы гидратация реакциясынын талабын канааттандыруу үчүн шламда жетиштүү суунун болушун шарттайт, бул гидратация реакциясынын толук жүрүшүнө шарт түзөт. Ошондуктан, кийинки этапта шламда көбүрөөк гидратация продуктулары бар. Салыштырмалуу айтканда, бош үлгүдөгү бош суу көбүрөөк, ал цементтин алгачкы реакциясы талап кылган сууну канааттандыра алат. Бирок гидратация процессинин жүрүшү менен үлгүдөгү суунун бир бөлүгү эрте гидратация реакциясында сарпталат, ал эми экинчи бөлүгү буулануу жолу менен жоголот, натыйжада кийинчерээк шламда суунун жетишсиздигине алып келет. Ошондуктан, бош үлгүдөгү 3D гидратация продуктулары салыштырмалуу көбүрөөк. Гидратация продуктуларынын саны целлюлоза эфирин камтыган үлгүдөгү гидратация продуктуларынын көлөмүнөн алда канча аз. Ошондуктан, гидратация продуктуларынын көз карашынан алганда, ылайга целлюлоза эфиринин тийиштүү өлчөмүн кошуу чындап эле шламдын суунун кармалышын жакшыртышы мүмкүн экендиги дагы бир жолу түшүндүрүлөт.

2.3 Убакытты коюу

Целлюлоза эфиринин курамында целлюлозанын эфиринин көбөйүшү менен эритмеге белгилүү бир кечеңдетүүчү таасири бар. Андан кийин эритмени бекемдөө убактысы узартылат. Целлюлоза эфиринин басаңдатуучу таасири анын структуралык өзгөчөлүктөрүнө түздөн-түз байланыштуу. Целлюлоза эфиринин суусузданган глюкоза шакекче түзүлүшү бар, ал цемент гидраттоо эритмесинде кальций иондору менен кант кальцийинин молекулалык комплексинин дарбазасын түзө алат, цемент гидратациясынын индукция мезгилиндеги кальций иондорунун концентрациясын төмөндөтөт, Ca (OH) 2 жана кальций тузунун пайда болушуна жана чөгүшүнө жол бербейт. кристаллдар, цементтин гидратация процессин кечеңдетүү үчүн. Целлюлоза эфиринин цемент шламына басаңдатуучу таасири негизинен алкилдин орун алмашуу даражасына көз каранды жана анын молекулалык салмагы менен анча байланышы жок. Алкилдин алмаштыруу даражасы канчалык аз болсо, гидроксилдин курамы ошончолук чоң болсо, басаңдатуучу таасири ошончолук айкын болот. Л Семиц жана башкалар. целлюлоза эфиринин молекулалары негизинен C — S — H жана Ca(OH)2 сыяктуу гидратация продуктыларына адсорбцияланат, ал эми клинкердик баштапкы минералдарга сейрек адсорбцияланат деп эсептешкен. Цементтин гидратация процессинин SEM анализи менен айкалышып, целлюлоза эфиринин белгилүү бир басаңдатуучу таасири бар экени аныкталды, ал эми целлюлоза эфиринин курамы канчалык көп болсо, татаал пленкалуу катмардын цементтин эрте гидратациясын басаңдатуучу таасири ошончолук айкын көрүнүп турат, демек, кечиктирүүчү таасири айкыныраак.

2.4 Ийилүүгө жана кысууга бекемдик

Жалпысынан алганда, бекемдик цементтин негизиндеги цементтүү материалдардын аралашмалардын айыктыруучу таасирин баалоочу маанилүү көрсөткүчтөрдүн бири болуп саналат. Жогорку агымдык көрсөткүчтөрдөн тышкары, өзүн-өзү түздөөчү эритме да белгилүү бир кысуу жана ийилүүчү күчкө ээ болушу керек. Бул изилдөөдө целлюлоза эфири менен аралаштырылган бош эритменин 7 жана 28 күндүк кысуу жана ийилүү бекемдиги сыналды.

Целлюлоза эфиринин курамынын көбөйүшү менен эритменин кысуу күчү жана ийилүүчү күчү ар кандай амплитудада азаят, мазмуну аз, күчкө таасири айкын эмес, бирок 0,02% дан жогору болсо, күч жоготуу ылдамдыгы айкыныраак болот. , Ошондуктан, миномет суу сактоо жакшыртуу үчүн целлюлоза Эфир колдонууда, ошондой эле күч өзгөртүү эске алуу.

Минометтун кысуу жана ийилүү бекемдигинин төмөндөшүнүн себептери. Аны төмөнкү аспектилерден анализдөөгө болот. Биринчиден, изилдөөдө эрте бышык жана тез катуулануучу цемент колдонулган эмес. Кургак эритмени сууга аралаштырганда, цементтин бөлүкчөлөрүнүн бетине адегенде целлюлоза эфиринин резина порошок бөлүкчөлөрү адсорбцияланып, латекс пленкасы пайда болгон, бул цементтин гидратациясын кечеңдетип, эритме матрицасынын алгачкы бекемдигин төмөндөткөн. Экинчиден, жеринде өзүн-өзү нивелирлөөчү эритмени даярдоонун жумушчу чөйрөсүн имитациялоо үчүн изилдөөдөгү бардык үлгүлөр даярдоо жана калыптоо процессинде титирөөгө дуушар болбостон, салмагын өзү түзүүгө таянышкан. Эритмеде целлюлоза эфиринин күчтүү сууну кармап туруу жөндөмдүүлүгүнөн улам, эритме каттуудан кийин матрицада көп сандагы тешикчелер калган. Эритмедеги көзөнөктүүлүктүн жогорулашы да эритменин кысуу жана ийилүү бекемдигинин төмөндөшүнүн маанилүү себеби болуп саналат. Мындан тышкары, эритмеге целлюлоза эфирин кошкондон кийин эритменин тешикчелеринде ийкемдүү полимердин курамы көбөйөт. Матрица басылганда ийкемдүү полимер катуу колдоочу ролду ойноо кыйын, бул да белгилүү бир деңгээлде матрицанын бекемдигине таасир этет.

2.5 Бириктирүү күчү

Целлюлоза эфири эритменин байланыш касиетине чоң таасирин тийгизет жана өзүн-өзү нивелирлөөчү эритмени изилдөөдө жана даярдоодо кеңири колдонулат.

Целлюлоза эфиринин курамы 0,02% жана 0,10% ортосунда болгондо, эритменин байланыш бекемдиги айкын жакшырып, 28 күндөгү байланыш күчү 7 күнгө караганда бир топ жогору. Целлюлоза эфири цементтин гидратациясынын бөлүкчөлөрү менен суюк фаза системасынын ортосунда жабык полимердик пленканы түзөт, ал цементтин бөлүкчөлөрүнүн сыртында полимер пленкасында көбүрөөк сууга өбөлгө түзөт, бул цементтин толук гидратациясына шарт түзөт, ошентип пастанын байланыш бекемдигин жакшыртат. катуулангандан кийин. Ошол эле учурда, целлюлоза эфиринин тиешелүү көлөмү эритменин пластикалуулугун жана ийкемдүүлүгүн жогорулатат, эритме менен субстрат интерфейсинин ортосундагы өткөөл зонанын катуулугун төмөндөтөт, интерфейстин ортосундагы тайгалак стрессти азайтат жана миномет менен субстраттын ортосундагы байланыш эффектин күчөтөт. белгилүү бир даражада. Цемент шламында целлюлоза эфиринин болушуна байланыштуу эритме бөлүкчөлөрү менен гидратация продуктуларынын ортосунда өзгөчө фаза аралык өтүү зонасы жана фаза аралык катмар пайда болот. Бул фаза аралык катмар фаза аралык өткөөл зонаны ийкемдүү жана азыраак катуу кылат, ошондуктан эритме күчтүү байланыш күчкө ээ.

3. Корутунду жана талкуу

Целлюлоза эфири өзүн-өзү түздөөчү эритмеде сууну кармоону жакшыртат. Целлюлоза эфиринин өлчөмүнүн көбөйүшү менен эритменин суунун кармалышы акырындык менен жогорулайт, ал эми эритменин суюктугу жана катуу убактысы белгилүү бир деңгээлде кыскарат. Суунун өтө жогору кармалышы катууланган шламдын көзөнөктүүлүгүн жогорулатат, бул катууланган эритменин кысуу жана ийилүү бекемдигин ачык жоготууга алып келиши мүмкүн. Изилдөөдө, дозасы 0,02% жана 0,04% ортосунда болгондо күч бир кыйла азайган жана целлюлоза эфиринин көлөмү канчалык көп болсо, ошончолук айкыныраак таасир этет. Ошондуктан, целлюлоза эфирин колдонууда, ошондой эле өзүн-өзү тегиздөөчү эритменин механикалык касиеттерин, дозасын акылга сыярлык тандоону жана анын жана башка химиялык материалдардын ортосундагы синергетикалык эффектти комплекстүү кароо зарыл.

Целлюлоза эфирин колдонуу цемент шламынын кысуу күчүн жана ийилүү күчүн азайтып, эритменин бириктирүү күчүн жакшыртат. Негизинен микропродукциялардын жана структуранын өзгөрүшүнөн келип чыккан күчтүн өзгөрүшүнүн себептерин талдоо, бир жагынан целлюлоза эфиринин резина порошок бөлүкчөлөрү алгач цемент бөлүкчөлөрүнүн бетине адсорбцияланып, латекс пленкасынын пайда болушу, гидратацияны кечеңдетүү. шламдын эрте күчүн жоготууга алып келген цемент; Экинчи жагынан, пленканы түзүүчү эффект жана сууну кармап туруу эффектиси менен цементтин толук гидратацияланышына жана байланыштын бекемдигинин жакшырышына шарт түзөт. Автор бул эки түрдөгү күчтүн өзгөрүүсү негизинен бекемдөө мөөнөтүнүн чегинде болот деп эсептейт жана бул чектин илгерилеши жана кечигүүсү күчтүн эки түрүнүн чоңдугун шарттаган критикалык чекит болушу мүмкүн. Бул критикалык пунктту тереңирээк жана системалуу изилдөө шламдагы цементтелген материалдын гидратация процессин жакшыраак жөнгө салууга жана талдоого жардам берет. Целлюлозанын эфиринин көлөмүн жана эритмелердин иштөөсүн жакшыртуу үчүн, эритменин механикалык касиеттеринин талабына ылайык айыктыруу убактысын тууралоо пайдалуу.